分析 (1)硝酸厂向大气中排放NO2,经过一系列反应,产生硝酸,对环境造成的污染是会形成硝酸型酸雨,还会产生光化学烟雾;
(2)分别加入不同的洗涤剂X,根据不同的洗涤剂X与SO2发生的不同反应,判断符合条件的洗涤剂X;
(3)发生的反应为:2NO2+2OH-═NO2-+NO3-+H2O,产物中NO2-,NO3-,H2O中均含有共价键,用NaOH溶液吸收少量SO2,反应产生正盐,据此写出反应的离子方程式;
(4)所求反应为:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g),该反应可由已知热效应的热化学方程式推导,根据盖斯定律计算该反应的焓变;
(5)①如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,即在不改变物料比的情况下,增加NO2的平衡转化率,考虑温度和压强对化学平衡的影响;
②A点实验中,NO2的平衡转化率α(NO2)=50%,起始时,SO2(g)的起始浓度为c0mol/L,起始时的物料比为$\frac{n(S{O}_{2})}{n(N{O}_{2})}=0.4$,可计算起始时NO2的量,根据化学反应平均速率计算公式$v(N{O}_{2})=\frac{△c}{△t}$计算;
③C、D两点对应的实验温度分别为Tc和Td,温度和平衡常数有关,结合图中的数据,分别计算C和D点时的化学平衡常数,据此判断两点温度.
解答 解:(1)硝酸厂向大气中排放NO2,经过一系列反应,产生硝酸,对环境造成的污染是会形成硝酸型酸雨,还会产生光化学烟雾,
故答案为:酸雨、光化学烟雾;
(2)分别加入不同的洗涤剂X,根据不同的洗涤剂X与SO2发生的不同反应,要求将含SO2的烟气通过洗涤剂X,充分吸收后再向吸收后的溶液中加入稀硫酸,既可以回收SO2,同时又可得到化肥,植物需求量较大的化肥是氮肥,磷肥,钾肥,
a.若洗涤剂X选用Ca(OH)2,通入SO2反应产生CaSO3,加入稀硫酸反应可以回收SO2,同时产生CaSO4,但不是化肥,故a不选;
b.若洗涤剂X选用K2CO3,是碱性较强的溶液,可以吸收SO2,加入稀硫酸反应可以回收SO2,同时产生钾肥,故b选;
c.若洗涤剂X选用Na2SO3,是碱性较强的溶液,反应生成NaHSO3,加入稀硫酸反应可以回收SO2,同时产生Na2SO4,但不是化肥,故c不选;
d.若洗涤剂X选用NH3•H2O,是碱性溶液,可以吸收SO2,加入稀硫酸反应可以回收SO2,同时产生(NH4)2SO4,是化肥,故d选;
故答案为:b、d;
(3)发生的反应为:2NO2+2OH-═NO2-+NO3-+H2O,产物中NO2-,NO3-,H2O中均含有共价键,
用NaOH溶液吸收少量SO2,反应产生正盐,则用NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为:SO2+2OH-=SO32-+H2O,
故答案为:共价键;SO2+2OH-=SO32-+H2O;
(4)已知:①2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H1=-113.0kJ/mol,
②2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H2=-196.6kJ/mol,
所求反应为:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g),该反应可由$\frac{②-①}{2}$得到,根据盖斯定律,所求反应的焓变为△H=$\frac{△{H}_{2}-△{H}_{1}}{2}$=$\frac{-196.6-(-113.0)}{2}$=-41.8kJ/mol,
故答案为:-41.8;
(5)①如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,即在不改变物料比的情况下,增加NO2的平衡转化率,反应为:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g),反应焓变△H<0,则反应为放热反应,反应也是一个气体数守恒的反应,压强变化对化学平衡不产生影响,增加NO2的平衡转化率,可采取降低温度的方式,使化学平衡向正反应方向移动,
故答案为:降低温度;
②A点实验中,NO2的平衡转化率α(NO2)=50%,起始时,SO2(g)的起始浓度为c0mol/L,起始时的物料比为$\frac{n(S{O}_{2})}{n(N{O}_{2})}=0.4$,则起始时,NO2的物质的量浓度为c0×0.5=0.4c0mol/L,NO2的平衡转化率α(NO2)=50%,则NO2转化了△c=0.4c0×50%=0.2c0mol/L,反应经历的时间为△t=tmin,则该时段化学反应速率v(NO2)=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.2{c}_{0}}{t}=\frac{{c}_{0}}{5t}mol/(L•min)$,
故答案为:$\frac{{c}_{0}}{5t}$;
③C、D两点对应的实验温度分别为Tc和Td,温度和平衡常数有关,结合图中的数据,反应为:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g),
C点时,起始物料比为$\frac{n(N{O}_{2})}{n(S{O}_{2})}=1.0$,NO2的平衡转化率为α(NO2)=50%,设起始时c(NO2)=c(SO2)=xmol/L,化学平衡常数为K(C)=$\frac{c(S{O}_{3})c(NO)}{c(S{O}_{2})c(N{O}_{2})}$=$\frac{50%x×50%x}{(1-50%)x×(1-50%)x}$=1,
D点时,起始物料比为$\frac{n(N{O}_{2})}{n(S{O}_{2})}=1.5$,NO2的平衡转化率为α(NO2)=40%,设起始时c(SO2)=ymol/L,c(NO2)=1.5ymol/L,化学平衡常数为K(D)=$\frac{c(S{O}_{3})c(NO)}{c(S{O}_{2})c(N{O}_{2})}$=$\frac{(40%×1.5y)×(40%×1.5y)}{[(1-40%)×1.5y]×[y-40%×1.5y]}$=1,
所以K(C)=K(D),化学平衡不发生移动,则TC=TD,
故答案为:=.
点评 本题主要考察化学原理部分知识,包含常见的无机反应,化学平衡的移动,化学反应速率的计算,化学平衡常数的计算,均为高频考点,题目难度不大.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | NO2的分解速率和NO2的生成速率相等 | |
B. | 混合气体颜色深浅保持不变 | |
C. | 反应容器中压强不随时间变化而变化 | |
D. | NO2的分解速率和NO的生成速率相等 |
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
容器 | 起始时各物质物质的量/mol | 达到平衡的时间 | 达平衡时体系能量的变化/kJ | ||
N2 | H2 | NH3 | |||
a | 1 | 4 | 0 | t1 min | 放出热量:36.88kJ |
b | 2 | 8 | 0 | t2 min | 放出热量:Q |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | HA是弱酸 | |
B. | c点水的离子积最大 | |
C. | c点后温度降低主要原因是NaA水解吸热 | |
D. | 在a、b点之间(不包括b点)一定有c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 0.1 mol•L-1氨水的电离度约为1.0% | |
B. | 滴定过程应该选择酚酞作为指示剂 | |
C. | N点溶液中:c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) | |
D. | 滴定过程中从M点到N点溶液中水的电离程度先增大后减小 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | pH逐渐减小 | B. | $\frac{c(N{{H}_{4}}^{+})}{c(O{H}^{-})}$增大 | ||
C. | 水的电离程度会不断增大 | D. | Kw不变 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 指示剂变色时,说明反应的酸、碱恰好等物质的量反应 | |
B. | 当达到滴定终点时才存在c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-) | |
C. | 达到滴定终点时,用甲基橙作指示剂消耗NaOH溶液体积比用酚酞多 | |
D. | 己知 H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol,上述滴定恰好中和时,放出114.6 J的热量 |
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